V10 „Staphylokokken Streptokokken“

• Morphologische Merkmale: Gram-Verhalten, Form, Größe, Kapsel

• Physiologische Merkmale: Nachweis verschiedener Enzyme wie Katalase, Koagulase (→ zeitaufwendig, aber oftmals exakte Charakterisierung und Identifizierung)

• Chemische Merkmale: DNA-Struktur, Zellwand-Aufbau

• Unter Taxonomie (Systematik) versteht man das Beschreiben und Ordnen der Lebewesen in einem hierarchischen System.

• Dieses beginnt mit der umfassendsten Einheit und endet mit der kleinsten Einheit.

• Die Art als kleinste Einheit umfasst diejenigen Bakterienstämme die in ihren Eigenschaften übereinstimmen.

• Gelegentlich können noch innerhalb einer Art auf Grund spezifischer Eigenschaften Unterarten (Subspezies) unterschieden werden.

• In einem solchen Fall nimmt die Subspezies den untersten Rang im System ein.

• In der Medizin: Biovar, Morphovar, Pathovar, etc.

1. Reich (Procaryotae),

1. Division, Klasse,

2. Ordnung, Familie,

3. Gattung (Genus),

4. Art (Spezies).

   - Jedes Taxon umfasst alle ihr nachgeordneten

   Taxa, d.h. z.B. in eine Gattung werden alle diejenigen Arten, die miteinander ähnliche Merkmale haben, eingeordnet.

• Einer Familie werden ähnliche Gattungen zugeor

Familie: Staphylococcus sp.

• Genus: Staphylococcus aureus

• Genus: Staphylococcus epidermidis

• Genus: Staphylococcus saprophyticus

Familie: Streptococcus sp.

• A-Streptokokken (Lancefield Gr. A)

• B-Streptokokken

• D-Streptokokken (Enterococcaceae -

Enterococcus sp. ssp.)

• Streptococcus mutans et viridans

• Genus: S. pneumoniae (Pneumokokken)

• aufgrund ihrer Teilungsrichtung

Nach Katalase Positivität (Staphylokokken) oder Negativität (Streptokokken)

• KatalaseTest: Durchführung:

  auf Objektträger mit Impföse Bakterien verreiben + 1 Tropfen 3%-ige H2O2-

  Lösung darauf tropfen und beobachten (Achtung: H2O2 ist toxisch!)

Durch Koagulase Test

• zur Differenzierung von Staph. aureus und koagulase-negativen Staphylokokken

• Detektion von St. aureus spezifischem

  - Clumping factor (an Zellwand)

  - Protein A (an Zellwand)

  - Kapselpolysaccharid (bei machen Stämmen)

• Durchführung:

  auf einen Objektträger 1 Tropfen Latex-Reagenz geben und mit Impföse wenige Bakterienkolonien darin suspendieren und beobachten

• Exoenzym bindet an Prothrombin

• gebildetes Staphylothrombin führt zu einer Plasmakoagulation, welche der natürlichen Blutgerinnung gleicht.

• Dank Koagulase sind die eingedrungenen Staphylokokken in der Lage, einen schützenden Fibrinwall gegen die Abwehrmechanismen des Körpers zu bilden.

• Koagulase ist die Mitursache der bei Staphylokokken

  typischerweise zu beobachtenden Abszessbildung.

• Mischung mit fibrinogenhaltigem Plasma

  > Fibrinbildung

• Pathogenitätsfaktor der Koagulase/

  des Clumping Faktors (CF):

  Bakterium benetzt sich bei Eintritt in den Körper

  durch die Koagulase mit einer Schutzschicht aus

  körpereigenen Proteinen (Fibrin)

• Vorkommen:

  S. aureus kolonisiert bei 20–50 % der gesunden Normalbevölkerung, die Haut, insbesondere im Bereich des vorderen Nasenvorhofs (seltener Kolon, Rektum und Vagina)

• Zielgewebe:

  S. aureus kolonisiert primär Haut und Schleimhäute.

• Gewebereaktion:

  S. aureus verursacht vorwiegend eitrige Lokalinfektionen der Haut.

  Von dort ausgehend kann es zur Sepsis mit Befall praktisch aller Organe kommen.

• Besonderheit:

  80 % aller Stämme im Krankenhaus bilden Penicillinase (gegen Penicillin G und Derivate resistent), seit 1962 Methicillin)

• Beispiel der Exfoliativtoxine

• Zielstruktur des Exfoliativtoxins: Desmogleine

• Bildung struktureller Verbindungen zwischen zwei Zellen (Desmosomen)

• Spaltbildung in den oberen Hautschichten

• Enterotoxine A-E

  Lebensmittelvergiftungen

  • Toxine befinden sich in den Lebensmitteln

  • Toxine (Proteine) werden durch Erhitzen (15-30 min auf 100°C) nicht inaktiviert

  • Toxine wirken auf den Darm (Enterotoxine A-E)

  (starkes Erbrechen, Diarrhoe)

  • Schnelles Entstehen und

  Abklingen der Symptome

  • Kein Eindringen der Keime in den Körper

  • Keine Antibiotikatherapie notwendig/wirksam

  • Ca. die Hälfte aller Stämme produzieren Enterotoxine

• Superantigene binden außerhalb der Antigenbindungsgrube des MHC-II und außerhalb der Antigenerkennungsstelle des TCR, werden also nicht prozessiert.

  Somit ist die Bindung des Antigens unabhängig vom Antigen und der Antigenspezifität des TCR.

  Am TCR binden Superantigene an konstante

  Regionen des variablen Elements der β-Kette

  (Vβ), also nicht antigen- sondern Vβ-spezifisch.

  Durch die hohe Affinität und die

  antigenunabhängige Bindung aktivieren

  Superantigene CD4+ T-Zellen über MHC-II,

  unterliegen also keiner Restriktion.

• Feste Bindung von Antigen-präsentierenden Zellen und T-Zellen, starke Aktivierung des Immunsystems, antigenunspezifisch, bis zu 5-20% der T-Zellen werden aktiviert (bei Infektion sonst nur 0,01-1%)

• TSST-1 wird nur von ca. 1% der klinischen Staph. aureus Isolate exprimiert

• Klinische Falldefinition

  > obligate Symptome

• Fieber > 38,5 C

• Kreislaufdysregulation > Schock

• Makulopapulöses (knotig-fleckig)*) (= scarlatiniformes (sonnenbrandähnl.)) Exanthem

• Desquamation in der Rekonvaleszenzphase

  (Abstoßen der obersten, verhornten Schichten der Haut unter Bildung von Hautschuppen)

  
  

  > Mindestens 2 weitere Organsysteme müssen betroffen sein

• klinische Einordnung

• Nachweis des Toxin-bildenden S. aureus -Stammes aus Vaginaloder Wundabstrich, Toxingen (tst, seb)-Nachweis

  (Speziallaboratorien)

• systemische anti-S. aureus -Therapie (z. B. Flucloxacillin, evtl. + Clindamycin, evtl. – je nach lokaler epidemiol. Situation - MRSA

  bedenken)

• klin.-symptomatische Therapie (Schockbehandlung!)

• Panton-Valentin-Leukozidin (PVL*)

• PVL bindet, aktiviert und tötet nur menschliche Granulozyten

• der schnelle und unkontrollierte Zelltod von Granulozyten bewirkt eine Ausschüttung von „aggressiven Substanzen“, die zu Gewebezerstörung führen

• Nur ca. 3% aller klinischen Isolate haben die Gene für PVL

• Symptome:

  • Nekrotisierende Haut- und Weichteilinfektionen

  • Toxine: Poren-bildende Toxine: PVL

  • PVL-positive S. aureus Stämme verursachen Hautabszesse bis hin zur nekrotisierenden Fasziitis (= bakterielle Weichteilinfektion der Haut und Unterhaut, bei der das Bindegewebe um die Muskeln mitbetroffen ist )

• Über Zippern

• Das Auftreten von SCVs ist mit verschiedenen Arten von chronischen Infektionen assoziiert, z.B. Osteomyelitis, Endokarditis

• SCVs wachsen langsam und haben einen reduzierten Metabolismus

• Klinische SCVs sind häufig nicht stabil und wandeln sich bei guter Nährstofflage zum Wild-Typ Phänotyp, der erneut eine Infektion auslösen kann

• „unspezifische“, pyogene Infektionen des Urogenitaltraktes

• natürliches Habitat: Urogenitaltrakt des Menschen

• Übertragung: Geschlechtsverkehr: „honeymoon Zystitis“

• Virulenzfaktoren:

  • Adhäsine mit Targetspezifität Uroepithel

  • Zytotoxine (Proteasen, Urease)

• Therapie: Staphylokokken – wirksame Antibiotika

• (Partnerbehandlung!)

• Scharlach

• Akute Infektionskrankheit vor allem im Kindesalter

• Ansteckung über Tröpfchen- oder Kontaktinfektion

• Pyrogene Streptokokken-Exotoxine (auf Prophagen) sind

  verantwortlich für Scharlach-Exanthem und –Enanthem

• Verschiedene Toxine

  > Mehrfachinfektionen im Leben möglich; keine lebenslange Immunität, kein Schutz vor A-Streptokokken,

  keine Impfung

• Therapie

  • Orale Therapie mit ß-Laktamantibiotika (Penicillin)

  • Wegen der Gefahr von Spät-Komplikationen sollte die Behandlung für 10 Tage durchgeführt werden.

• Lancefield-Gruppen-Antigene zur Differenzierung von ß-hämolysierenden Streptokokken

• Detektion der Lancefield-Gruppen-AG

  - C-Polysaccharid der Zellwand

• Durchführung: 1 Tropfen Extraktionsreagenz I in Röhrchen geben, mit Öse 4 Kolonien auswählen und darin suspendieren, 1 Tropfen Extraktionsreagenz II hinzu und 10s mischen auf jedes Testfeld je 1 Tropfen Latex-Reagenz,

  daneben je 1 Tr. Probenextrakt, mit Stäbchen mischen, Testkarte routieren und

  beobachten

• Streptokokken-assoziierte Arthritis, ca. 10 Tage nach Infektion durch S. pyogenes, symmetrisch Arthritis über Monate

• ca. 18 Tage nach einer Infektion durch S. pyogenes,

  Fieber, Arthritis springt von Gelenk zu Gelenk,

  Manifestation im Herzen

  > Myokarditis, Endokarditis

• akute Glomerulonephritis, etwa 10 Tagen nach Infektion durch S. pyogenes, Ablagerung von Immunkomplexen an der Basalmembran der Glomeruli, Prognose meist günstig,

  u.U. Dialyse erforderlich